工作流技术在协作式网络教学中的构建

黄　慧

摘要:利用工作流技术对网络协作式教学这一教学模式架构学习活动的工作流程,构建适合的网络教学环境,实现教学效果的最优化。

关键词:工作流;教学模式;协作学习

中图分类号:TP317.4文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)21-0ppp-0c

1 引言

荷兰开放大学(Open University of the Netherlands)的Koper等人提出以学习活动为中心的观点,即以学习内容为中心的模式演化为以学习活动为中心的模式,从而使得学习者除了被动的接受学习内容外,他们还可以自由选择学习内容,指导者也可以以学习活动为中心,灵活安排学习者的活动路径,而学习对象只是学习活动进行中所要引用的资源,从而实施多种教学模式。

2002年末,“工作流学习”一词开始浮现,并迅速被应用于教育机构、政府和企业。2003年,随着一些支持XML技术的软件的问世,工作流系统的开发得到了很大的支持。2005年,Web Services和SOA成为继Web之后另一个最重要的技术进步,并为工作流学习技术的开发和使用提供了最好的平台,由此,工作流学习技术逐渐成为主要学习技术之一。[1]将工作流技术引入e-Learning系统,使学习者的整个学习过程在工作流管理系统的管理、监控和调度下执行,可以为用户提供一个个性化的、应用和资源相集成的学习环境。Sam Adkins在ASTD(美国训练发展协会)的网上杂志中,就认为基于工作流的在线学习(Workflow-Based E-Learning)是新一代的学习技术。

信息社会的发展对我们的教育目标、教学内容、教学方法和手段等提出了全新的挑战和要求,传统教学模式的局限性越来越明显。开放式学习、多元化学习、终身学习的出现促使传统的教学模式从根本上发生变革,创建新型的教学模式是时代发展的必然要求。网络教学的发展,形成全新的现代教学观念和教学模式,大大丰富了教学内容,拓宽了教育空间。教学观念由以往的“以教师为主”向“以学生为主”转变。结合当前技术条件考虑,为了适应社会对高素质创造型人才的需要,创造一个在教师指导下的学生自主式学习的环境,在网络环境实施教学为教育改革提供了一个可行的解决方案。基于网络资源的教学模式是利用现代教育技术解决教学实际问题的具体体现。

因此,如何把工作流理念和技术运用到网络协作教学中是我们需要研究的问题。

2 网络协作学习

早期的协作学习在传统教学条件下进行,协作范围极其有限。20世纪90年代以后,随着计算机技术、多媒体技术、网络技术的迅速发展,计算机支持的协作学习(Computer Supported CollaborativeLearning,简称CSCL)与网络技术紧密结合形成了网络协作学习的概念。目前,基于网络的协作学习(Web-based Collaborative Learning,简称WEBCL)已成为计算机教育应用领域的研究热点。

网络协作学习是指利用计算机网络支持协作学习的环境,以小组学习的形式组织学生进行学习,使教师与学生、学生与学生在讨论、协作与交流的基础上进行协作学习,从而完成教学目标的新型教学模式,是计算机、网络等新技术应用于协作学习教学模式的体现。

网络协作学习教学有下列优势:

借助网络媒体的优势,学生分组方式更为灵活,且协作学习小组不受地域或时间的限制,可以实现范围更广和质量更高的协作式学习,有助于学习者之间进行更为有效的信息组织,使学习者能最大的提高学习效率。

通过计算机网络可以培养学生的信息能力、学习能力和交往技能,有助于学生适应班级教学以外的校外学习与远距离学习,有助于培养学生的终身学习能力,使学生能更适应现代社会的发展。

可以充分发挥教师主导、学生主体的作用。在基于计算机网络的协作学习中,教师更多的作用是“向导”和“监控者”,而学生可以充分地自主学习,学生的学习态度是能动的,能充分体现学生学习的主体性作用。

3 工作流的基本概念和内涵

工作流(Workflow)就是工作流程的计算模型,即将工作流程中的工作如何前后组织在一起的逻辑和规则在计算机中以恰当的模型进行表示并对其实施计算。工作流要解决的主要问题是实现某个业务目标,在多个参与者之间,利用计算机,按某种预定规则自动传递文档、信息或者任务。工作流属于计算机支持的协同工作(Computer Supported Cooperative Work,CSCW)的一部分。后者是研究一个组织如何在计算机的帮助下实现协同工作的。

工作流可以被看作是业务流程中的谁(Who)、什么(What)、何时(When)这几个问题的答案的实现。

1. 谁?

谁是业务流程流所涉及的参与者?他们担任什么角色?他们是如何被组织的?分组是灵活动态的?还是更为固定静态的?不仅是人,组织、应用程序、Web服务和其他工作流等实体也可以成为工作流参与者。

2. 什么?

参与者要做哪些工作?他们如何来做系统分配给他们的工作?他们要批准什么事情吗?他们执行事务吗?他们把信息传递给其他参与者吗?有些工作流是完全可以通过计算机技术实现自动化,而有些则必须由手动完成。更为常见的是,工作流是这两种类型的结合。

3. 何时?

参与者如何知道工作何时开始?工作何时完成?参与者以什么顺序进行他们的任务?他们是以串行还是并行方式工作?如果只是有时工作,那么是在什么情况下?每个任务要持续多长时间?如果任务没有成功完成,是否要重新再来?

4 工作流和网络协作学习之间的关系

典型的计算机支持的协作学习系统可以描述为学生隶属于不同的小组,并在不同的小组中,将学习作为协作活动的唯一结果;参与者扮演不同的角色,并且能够根据任务的不同进行动态改变;系统包括同步和异步学习系统,协作活动需要通过电子邮件、BBS、聊天、电视会议和其它通讯工具的支持及其协同写作、设计、研究和问题解决等协同工作组织形式。

CSCL的基本结构可以表示为抽象模型和实体模型。

1. 计算机支持的协作学习系统的抽象模型如下图1所示:

该模型主要对各模块之间的关系进行了描述。学生参与具有一定“教师结构”的学习组织中(如学习小组)从事协作学习,系统通过同步或异步通信传递方式呈现学习资源。学生的学习活动是在一定的协作场所中进行的,系统对学生的协作活动进行评价,并将评价结果保存在小组记录中。教师能够实现对评价过程和所传送学习资源的控制。学习资源的类型及内容同协作活动有关。

2. 计算机支持的协作学习系统的实体模型结构如下图2所示:

在该实体模型中,学生小组结构包括教师、学生、小组和班级。教师对班级和小组进行管理,并向学生传授知识。学生隶属于一定的小组,小组则隶属于一定的班级。在CSCL环境中可以为学生提供学习材料、小组任务、模板和情节等学习资源。系统采用同步和异步通信,利用电子邮件、BBS,聊天等通信工具和协同协作、设计、研究和问题解决等共享应用方式进行通信传递。系统对学生在不同协作场所中协作的结果、范围、有关学习数据进行跟踪,并保存在协作记忆中。系统对协作记忆中的数据进行评价,并对不同学生和小组的评价结果进行记录并保存。

模型组件工作流包括:

1. 学生小组:(学生可以代表单一的学习者、在小组中协作学习的学生等)从学生到评价的行为数据流。

2. 评价:学生记录数据流、从学生到教师记录的学习者信息数据流、从教师到学生记录的学生信息数据流。

3. 教师:从教师到学习资源的查询控制流、学习资源数据流、从学习资源到教师的目录信息数据流、从教师到传递的定位数据流、传送过程、从传送到学习资源的定位控制数据流、从学习资源到传送的学习内容数据流、从传送到评价的交互环境数据流和从传送到实体学习者的多媒体数据流。

4. 学习资源:包括知识表达、陈述、导师、工具、实验、实验室和其它学习材料等数据流。

5. 学习内容:表示帮助创新、辅导、建议和传送等材料的单向数据流。

6. 传递:通过学习内容将所获得的信息转换为一种陈述的概念化过程,也可以通过多媒体迁移给学习者。

面向过程的学习情境中一般都包括很多相关的学习任务,这些学习任务联结成一致的教学流程。比如《动画制作》课程的一个典型的学习情境就是以导航菜单的制作为导向的学习。学生通过参与制作导航菜单来学习,从“做”中学。这个学习活动一般有理解按钮的定义,掌握按钮的制作方法,按步骤实施导航菜单开发方法,撰写实验报告来总结获取的学习经验等等。

所以,一个学习过程可以看做是某种特定教学策略的一个真实实例,这种教学策略一般包括:

1. 学习过程的每个参与者都主动拥有或者被动分配特定的角色,如:学生和教师。

2. 一系列相关的学习任务,这些任务是按照特定的教学策略规定的。学生通过执行这些学习任务来达到一定的学习目标。

3. 支持学习过程参与者的独立工作和协作工作时的交互工具。

这表明学习过程有“流程”的特性,同样包含业务流程中的谁(Who)、什么(What)、何时(When)这几个问题。这些都在相当的程度上符合工作流的特点,便于工作流在学习(内容)管理系统中的应用。同时,学习过程可以从三个方面来和工作流相对应:

1. 过程:课程可以通过众多学习、教学子过程这样的过程定义形式组成。

2. 组织:不同的人参与到学习过程中,他们完成不同的任务。教学人员为学习者的学习活动做准备、引导和管理等工作;学习者本人进行自主学习、协作学习等。

3. 基础设施:计算机、学习材料等等,这些构成了工作流应用程序所必需的基础设施。

5 结论

传统的学习系统是在课程一开始就将所有课程材料和活动都安排给学习者,而基于工作流的网络协作学习管理系统则能够根据学习者的学习任务完成情况决定是否继续传递学习材料。当一项合适的学习活动结束了,一项新的活动才会分配到相关人员的工作列表中去。它能够自动根据每个人的情况恰当地分配学习任务,支持学习者按照自己的步调来学习,支持知识共享,鼓励学习者之间的协作,为师生提供监控个人和小组活动的功能。由上可见,工作流技术的很多特色能够显著地改善网络协作式学习系统。